항생제는 미생물이 생성한 물질로, 다른 미생물의 성장을 저해하여 항균작용을 나타내며 인체에 침입한 세균의 감염을 치료합니다. 작용기전, 항균범위 등에 따라 다양하게 분류될 수 있습니다. 각각의 약리학적 특성, 항균범위, 작용기전, 내성 양상, 약물 상호작용 등을 고려하여 의사의 처방에 따라 사용됩니다. 항생제의 오남용을 방지하기 위해 환자와 의사 또는 약사 등 전문가 모두 주의가 필요합니다.
| 외국어 표기 | antibiotics(영어), 抗生劑(한자) |
목차
1. 세균 감염
세균(bacteria)은 미생물의 한 종류입니다. 핵막이 없는 대부분의 원핵생물이 여기에 속하며 세포벽의 형태에 따라 그람 양성균(그람 염색에서 감청색이나 보라색으로 염색되는 세균)과 그람 음성균(그람 염색에서 적색으로 염색되는 세균)으로 구분됩니다. 세균은 일정한 크기로 자라면 둘로 분열되어 각각 독립적으로 성장하는 방식으로 증식되며 환경이 적절하면 매우 빠르게 번식합니다.
감염(infection)은 세균을 포함한 질병을 일으킬 가능성이 있는 미생물이 사람이나 동식물 등 숙주*의 조직 표면에 부착하거나 또는 내부에 침입하여 증식이 일어난 상태를 말합니다. 감염은 세균의 증식력과 숙주가 갖는 저항력의 상호 관계에 의해서 일어납니다.
*숙주 : 기생충이나 균류 등이 침입하여 기생하거나 공생하는 생물입니다.
2. 항생제 약리작용
항생제는 미생물이 생성한 물질(대사산물)로, 소량으로 다른 미생물의 발육을 억제하거나 사멸시키는 물질입니다. 다른 미생물, 특히 세균의 증식과 성장을 억제하는 약물입니다.
초기에는 미생물이 자연적으로 생성해 낸 물질이 사용되었으나, 현재는 반합성 물질이나 합성 물질도 개발되어 많이 사용되고 있습니다. 항생제를 마이신(mycin)이라고 부르기도 하는데, 마이신이라는 용어는 결핵 치료에 이용하는 스트렙토마이신(streptomycin)에서 유래되었습니다.
대부분의 항생제는 세균이 사람의 세포와 다른 부분에 특이적으로 작용하여 효과를 나타내는데 세균의 어느 부분을 저해하는가는 항생제마다 다릅니다. 좀 더 큰 분류로는 정균성 및 살균성 항생제로 구분될 수 있습니다. 정균성 항생제는 세균의 성장과 번식을 억제하며 인체의 면역계가 함께 작용하도록 합니다. 살균성 항생제는 성장 중인 세균을 직접 죽이지만 증식하지 않는 휴지기 상태의 세균은 죽일 수 없습니다.
3. 항생제 분류 및 종류
작용기전, 화학구조, 항균범위 등에 따라 다양하게 분류될 수 있습니다. 이 중에서 작용기전을 기준으로 하면 세균 세포벽 합성 저해 항생제, 세균 세포막 기능 저해 항생제, 세균 증식 저해 항생제로 구분됩니다. 세균 증식 저해 항생제는 좀 더 세부적으로 엽산 합성 저해 항생제, 핵산 합성 저해 항생제, 단백질 합성 저해 항생제로 나뉜다.
1) 세균 세포벽 합성 저해 항생제
세균은 인체 세포에 없는 구조인 세포벽에 둘러싸여 있는데, 세포벽 합성을 저해하는 항생제는 세균의 세포벽의 합성을 저해하여 항균작용을 나타냅니다. 주로 증식 중인 세균에 대해서 작용을 나타냅니다.
페니실린(penicillin)계 항생제와 세팔로스포린(cephalosporin)계 항생제 등이 있습니다. 둘 다 항생제 모두 베타락탐(β-lactam)환(環)*의 구조를 가지고 있어 베타락탐계 항생제라고도 합니다. 페니실린계 항생제는 광범위하게 효과를 나타내는 살균성 항생제입니다. (예, 아목시실린)
세균이 베타락탐 환을 분해하는 효소를 분비하여 내성*을 나타낼 수 있어 이런 내성을 극복하기 위해 클라불란산과 같은 베타락탐 분해효소 억제제가 복합되어 사용되는 경우가 많습니다. (제품 예, 오구멘틴®, 아모크라®)
세팔로스포린계 항생제는 구조와 기능이 페니실린계 항생제와 유사하며 항균범위 및 특징에 따라 1~4세대로 나뉩니다. 세대에 따라 항균범위에 차이가 있는 것이므로 세대가 높다고 해서 항생제가 더 강력한 것은 아닙니다. 세파클러, 세파드록실, 세파드린, 세팔렉신, 세픽심, 세포탁심 등 다양한 세팔로스포린계 항생제가 있습니다.
*베타락탐(β-lactam) 환(環) : 3개의 탄소 원자와 1개의 질소 원자로 이루어진 이종원자 환형 고리로 이러한 구조를 갖고 있는 항생물질을 베타락탐계로 분류합니다.
*내성(resistance) : 약물의 반복적인 사용에 의해 약효가 저하되는 현상으로, 항생제에 내성을 나타낸다는 것은 세균이 항생제에 노출되어도 생존할 수 있다는 것을 의미합니다.
2) 세균 세포막 기능 저해 항생제
세포막 기능을 저해하는 항생제는 세포막의 투과성을 변화시켜 세균의 세포가 균형을 잃게 하여 죽게 합니다. 세포막은 선택적 능동수송*을 수행함으로써 세포 내 구성물질을 조절하는데, 이러한 투과성이 변화되면 고분자 물질이나 이온들이 세포 밖으로 빠져나와 세포가 죽게 됩니다.
폴리믹신(polymyxin)이 있으며, 그람 음성균에 작용합니다. 폴리믹신은 전신복용 시 신장(콩팥)과 신경에 독성을 나타내므로 주로 다른 항생제와 복합되어 외용제(연고, 안약 등)로 사용됩니다.
*능동수송 : 세포막을 경계로 물질이 저농도에서 고농도로 이동하는 현상입니다.
3) 세균 증식 저해 항생제
세균이 증식하기 위해서는 엽산을 이용하여 생명체의 유전 물질인 DNA와 RNA*를 만들고 이 DNA와 RNA에서 단백질이 합성됩니다. 이러한 단계 중 어느 부분을 저해하는가에 따라 엽산 합성 저해, 핵산 합성 저해 및 단백질 합성 저해 항생제로 구분됩니다.
*RNA(ribonucleic acid) : 핵산의 한 종류로, DNA의 일부가 전사되어 만들어지고, 단백질을 합성하는 과정에 필요합니다.
① 엽산 합성 저해 항생제
사람은 엽산이 인체에서 생합성되지 않아 음식을 통해 외부로부터 섭취해야 하지만 세균은 내부에서 스스로 생합성하여 사용합니다. 엽산의 합성에 작용하는 효소를 저해하는 약물은 인체에는 영향을 미치지 않으면서 세균의 증식을 억제해 항균작용을 나타냅니다. 술폰아미드(sulfonamide) 계열의 트리메토프림 등이 있습니다.
② 핵산 합성 저해 항생제
DNA의 전사 및 RNA 형성을 방해하여 항균작용을 나타냅니다. 시프로플록사신, 오플록사신, 레보플록사신 등의 퀴놀론(quinolone)계 항생제와 리팜피신(rifampicin) 등이 있습니다. 퀴놀론계 항생제는 DNA에 작용하고, 리팜피신은 RNA에 작용하며 모두 살균작용을 합니다.
③ 단백질 합성 저해 항생제
단백질 합성 저해 항생제는 세균과 사람의 리보솜*이 구조적으로 다르기 때문에 세균의 리보솜에 선택적으로 작용하여 단백질의 합성을 저해함으로써 세균의 증식을 억제해 항균작용을 나타납니다. 아미노글리코사이드(aminoglycoside)계열의 겐타마이신, 마크로라이드(macrolide)계열의 에리트로마이신, 아지트로마이신, 클래리트로마이신, 테트라사이클린(tetracycline)계열의 독시사이클린, 미노사이클린 등이 있습니다.
대부분의 경우 교대감염*과 내성, 독성의 가능성을 최소화하기 위해 감염된 세균에 가장 특이하게 작용하는 항생제를 단일 약물로 치료합니다. 그러나 불가피한 경우 병용하여 사용합니다.
*리보솜(ribosome) : 세포질에 존재하는 세포 소기관으로 RNA를 인식하여 단백질을 합성하는 과정을 수행합니다.
*교대감염 : 항생제를 대량 복용하면 인체에 존재하는 정상 세균의 균형이 깨지고 유해한 세균이나 항생제에 저항성이 있는 세균이 급격하게 증식해서 감염을 일으키는 경우를 말합니다.
4) 항생제 분류
① 페니실린(penicillin)류
세균의 세포벽 합성을 억제함으로써 항균작용을 합니다. 복용했을 때 일반적으로 잘 흡수되지만 초기제제들은 위산에 의해 불활성화합니다. 화농성구균 등 대부분의 그람양성균과 임균·매독균 등에 강력한 효과가 있습니다. 페니실린에 감수성이 없는 세균감염증과 페니실린의 남용으로 생긴 내성균에 사용해서는 안됩니다.
부작용은 적은 편이지만 알레르기 반응에 의한 과민반응은 치명적이므로 복용하기 전에 피부반응 시험을 하는 것이 좋습니다.
② 세팔로스포린(cephalosporin)류
병원균의 세포벽 합성을 억제하여 살균작용을 합니다. 페니실린에 저항성이 생긴 포도상구균 등의 그람양성균뿐 아니라 프로테우스(proteus), 세라티아(serratia), 엔테로박테르(enterobacter) 등에도 효과가 있습니다. 복용을 하면 흡수가 잘 되지 않기 때문에 근육 또는 정맥주사를 사용합니다.
부작용은 알레르기 반응 외에는 별로 없지만 발진, 설사, 백혈구 감소, 간 기능 이상 등이 올 수 있습니다.
③ 아미노글리코사이드(aminoglycoside)류 병원균의 단백질 합성을 억제하며 항균범위가 비교적 넓다. 정맥 또는 근육주사로 복용합니다.
부작용은 제8뇌신경에 독작용을 나타내어 청각 및 평형장애를 일으키는 이독성과 신장독성이 있으며 신경근 차단을 일으킬 수 있습니다.
④ 테트라사이클린(tetracycline)류
화학적으로 테트라사이클린핵을 가지고 있으며 미생물의 리보솜에서 t-RNA의 전사를 방해하여 단백질합성을 억제함으로써 항균작용을 합니다. 그람양성균에 효과가 있지만 페니실린보다는 약합니다. 살모넬라, 프로테우스 등의 그람음성균의 감염, 서혜림프육아종증, 연성하감 등에 효과가 있습니다.
부작용으로 오심·구토·설사·구내염·소장결장염을 일으키고 균교대현상에 의해 장내 정상 세균총의 변화로 칸디다증을 일으켜 소화관 및 점막의 손상을 일으킵니다. 복용 후 광선과민증으로 홍반이나 부종을 일으키며 대량으로 복용했을 경우 간장장애를 일으킬 수 있습니다. 임산부·신생아·소아에게 신중하게 복용해야 하는데 태아의 골격 발육을 지연시켜 기형아가 태어날 수 있으며 유즙으로 약물이 배출될 수 있습니다.
⑤ 클로람페니콜(chloramphenicol)
그람양성균, 장티푸스균·변형균 등의 그람음성균, 리케차 및 대형 바이러스, 다른 항생제에 저항성이 있는 감수성균 감염에 효과가 있습니다. 복용 및 정맥 내 주사합니다. 알레르기성 급·만성결막염, 결막염 등에 점안액으로도 복용하고 세균성 질염에는 좌약으로도 사용합니다.
부작용으로 위장장애, 설염, 피부발진, 균교대 현상이 일어나고 특히 신생아의 경우 대사를 못하므로 복부팽창, 불규칙호흡, 신경성허탈, 혼수 및 사망까지 초래합니다. 수유기의 유아, 소아, 임산부에게는 복용하지 않는 것이 좋습니다.
⑥ 폴리펩티드(polypeptide) 항생제
인체의 세포막에 작용하여 전신에 복용했을 때 신장 독성을 나타내므로 거의 사용하지 않지만 국소복용용으로 사용합니다.
⑦ 퀴놀론(quinolone)류
광범위 항생제입니다. 세균 DNA를 초코일(supercoil)로 압축하는 효소인 DNA 선회효소를 억제합니다. 그람양성균과 특히 녹농균, 살모넬라 등의 그람음성균에 대해 현저한 항균력을 나타냅니다. 경구로 잘 흡수되어 조직 및 세포로 잘 침투하며 대부분은 신장으로 배설됩니다.
부작용은 드물지만 오심·구토·발진·현기증·두통 등이 일어날 수 있습니다.
5) 대표적인 항생제의 종류
저해제 종류, 약물군(계), 대표적 약물 예시
① 세균 세포벽 합성 저해제
•페니실린계 : 아목시실린, 아목시시린+클라불란산, 암피실린 등 •세팔로스포린계 : 세파클러, 세파드록실, 세파드린, 세팔렉신, 세픽심, 세포탁심 등
② 세균 세포막 기능 저해제
•폴리믹신
③ 엽산 합성 저해제
•술폰아미드 : 트리메토프림
④ 핵산 합성 저해제
•DNA 합성 저해제-퀴놀론계 : 시프로플록사신, 오플록사신, 레보플록사신, 목시플록사신 등
•RNA 합성 저해제-리팜피신
⑤ 단백질 합성 저해제
•아미노글리코사이드계 : 겐타마이신, 아미카신, 토브라마이신, 네오마이신 등
•마크로라이드계 : 에리트로마이신, 아지트로마이신, 클래리트로마이신 등
•테트라사이클린계 : 테트라사이클린, 독시사이클린, 미노사이클린 등
4. 항생제 복용
항생제는 일정한 간격으로 지속적으로 복용하여 균을 죽일 수 있는 최소의 혈중 농도를 항상 유지해야 합니다. 증세가 완전히 없어진 후에도 2∼3일은 더 사용해야 합니다.
증세가 없어진 경우에도 몸 안에 균이 남아 있을 수 있으며 이러한 경우 항생제의 사용을 중단하면 남아 있는 균들이 내성균으로 변할 수 있습니다. 내성균은 다른 균에도 내성을 전이시켜서 내성균이 계속 늘어나게 하기 때문에 내성이 생기면 항균력이 더 강한 항생제를 사용하거나 다른 계열의 항생제로 바꾸어야 합니다.
5. 항생제 효능∙효과
항생제는 인체에 침입한 세균에 작용하여 감염 치료 효과를 나타냅니다. 항생제의 종류에 따라 유효한 균종과 작용하는 기전 등이 다르므로, 이를 고려한 의사 또는 약사 등 전문가의 처방에 의해 사용되어야 합니다. 유효한 균종 등 효능∙효과에 관한 상세한 정보는 제품설명서 또는 제품별 허가정보에서 확인할 수 있습니다.
6. 항쟁제 부작용
항생제의 부작용은 약물군에 따라 공통적으로 일어나는 증상도 있지만, 대부분은 개별적으로 나타납니다. 동일한 약물군 내에서도 부작용에 대한 교차반응이 다양하게 나타나기 때문에 주의가 필요합니다.
항생제의 부작용에는 과민증, 조직에 손상이 일어나는 직접 독성, 인체에 정상균이 죽어서 새로운 감염이 일어나는 설사 등의 간접 독성 등이 있습니다.
항생제에서 공통적으로 일어나는 대표적인 부작용은 과민증상이며 항생제 복용 시, 발진, 두드러기 또는 미열 등과 같은 가벼운 증상부터 갑작스러운 호흡곤란 및 쇼크 등과 같은 비교적 심각한 증상까지 나타날 수 있습니다. 과민증상이 나타나면 즉시 의사 또는 약사 등 전문가에게 알려 적절한 조치를 받아야 합니다.
부작용 이 발생하면 의사 또는 약사 등 전문가에게 알려 적절한 조치를 취할 수 있도록 합니다. 각각의 항생제의 부작용에 관한 상세한 정보는 제품설명서 또는 제품별 허가정보에서 확인할 수 있습니다.
7. 항생제 주의사항
1) 신중하게 복용해야 하는 환자, 사람
간∙신장애 환자, 고령자, 소아, 임신 및 수유 중인 여성, 알레르기 증상을 일으키기 쉬운 환자는 신중하게 복용합니다.
2) 복용 기간
감염 질환과 복용되는 항생제의 종류에 따라 항생제의 복용기간에 차이가 있을 수 있습니다. 그러므로 환자가 항생제의 복용을 임의로 중단하지 않아야 합니다. 항생제 복용을 임의로 중단하면 감염이 불완전하게 치료되어 내성 세균의 발현을 가속화시킬 수 있습니다.
3) 오남용 주의
항생제의 부작용과 내성 세균의 발현 등을 최소화하기 위해 오·남용을 방지해야 하며, 이는 환자와 의사 모두에게 적용됩니다. 의사는 항생제 각각의 약리학적 특성, 항균범위, 내성 양상, 약물 상호작용 등을 고려하여 처방해야 하며 환자는 그 지시를 잘 따라야 합니다.
4) 반복, 장기 연용
반복 복용 및 장기간 연속 복용으로 인해 항생제에 반응하지 않는 비감수성 세균 및 진균이 과잉 증식 할 수 있습니다. 만일 교대감염이 발생하면 복용을 중지하고 적절한 치료를 받아야 합니다.
본문에 언급된 내용 외의 상세한 정보는 제품설명서 또는 제품별 허가정보에서 확인할 수 있습니다.